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时间:2020-09-27
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1、第四章小信号调谐放大器§4-1概述[1]§4-2晶体管高频等效电路[2]§4-3小信号宽带放大器[2]§4-4小信号调谐放大器[1]§4-5场效应管高频放大器[3]§4-6调谐放大器的稳定性[2]重点:学习接收机中的高放、中放电路的分析方法,掌握主要指标的计算。掌握晶体管的高频等效电路及高频参数、小信号高频放大器的交流等效电路,单调谐放大器的计算,实际电路的读图。难点:掌握较复杂的高频调谐放大器的交流等效电路,实际高频放大电路的读图,放大器的不稳定性分析。§4-1概述[1]宽带、窄带放大器幅频特性(图4-1p121)宽带放大器:
2、fH/fL>>1窄带放大器:fH/fL≈1窄带放大器的特点1.负载是具有选频作用的LC调谐回路;2.上限截频/下限截频近似等于或略大于1。窄带放大器基本构成及完成的作用包括:甲类放大、调谐回路(可以是LC回路、石英晶体、压电陶瓷或声表面波器件)两部分。完成选频放大的作用。窄带放大器主要指标要求:电压增益高、选择性好、通频带合适、稳定性高。小信号高频放大器电路(图4-2p122)图4-2a,c高频交流等效电路§4-2晶体管高频等效电路[2]1.物理模拟等效电路[3]:混合π型、T型等用于描述晶体管内部情况。2.四端网络参量等效电路
3、[3]:H参数、Y参数、S参数等效电路等。用于放大器电路设计。3.高频交流等效电路[1]:电路的交流通路等效用于电路分析。一、晶体管混合π型等效电路(图4-4p123)*基极体电阻rbb':5~100Ωrbb'较小时,高增益和低噪声*集电结电容Cb'c:0.5~5pf*受控电流源gmvb‘e:gm称为晶体管的跨导,表征晶体管的放大作用,gm≈1/re=βo/rb'e重要参数:(1)基极体电阻rbb':5~100Ω(2)集电结电容Cb'c:0.5~5pf(3)受控电流源gmvb‘e:表征放大作用(4)发射结等效电阻rb'e:500
4、~2000Ω(5)发射结电容Cb'e:100~500pf(6)集电结电阻rb'c:2~5MΩ(可忽略)(7)集-射极电阻rce:10~100KΩ(可忽略)(8)集-射极电容Cce:2~10pf(可忽略)简化混合π型等效电路(图4-5P125)二、晶体管网络参量等效电路1.H参数等效电路(共e等效电路)H参数等效电路(图4-7p126)(共e)Y参数等效电路 (图4-8p127)(共e)H参数等效电路(图4-7p126)(共e)晶体管共e电路(图4-6P125)三、Y参数与混合π型参数的关系四、晶体管高频特性的几个频率参数(图4-
5、9p129)fβ共射截止频率fT特征频率fα共基截止频率fmax最高振荡频率fmax>fα≥fT>fβf工作<6、β7、=βof工作>>fβ时:8、β9、=fT/f工作(fT≈fββo)例:已知:电视高放管fT=600MHz,βo=60求:f工作为1M,60M,200MHz时的10、β11、(1)fβ=fT/βo=600M/60=10MHz(2)f工作=1M<12、β13、=βo=60(3)f工作=60M>>fβ, 则14、β15、=fT/f工作=10f工作=200M>>fβ, 则16、β17、=fT/f工作=3五、场效应晶体管等效电18、路(P130)场效应晶体管优点:(1)iD与VGS是平方率关系,频率变换方便;(2)线性区域宽,动态范围大;(3)噪声系数低;(4)输入阻抗高(高频时与f的平方成反比下降,但仍大大高于双极型晶体管)。缺点:功率增益通常低于双极型晶体管。§4-3小信号宽带放大器[2]共e、共b、共c宽带放大器高频工作时特点:设:Ai为电流增益,Av为电压增益,Ri为输入电阻,Ro为输出电阻,fH为上限截止频率,BAv为增益带宽乘积(B与Av成反比)1.共发(共e)宽带放大器(1)Ai,Av均较大;(2)Ri,Ro均适中(Ro为容性:f↑,19、等效Ro↓);(3)为提高fH射极加电流串联负反馈电阻,虽工作稳定,但Av↓,且fH仍较低。2.共基(共b)宽带放大器(1)Ai<1,Av较大;(2)Ri小,Ro容性;(3)fH大,BAv是共e放大器的2~8倍。3.共集电极(共c)宽带放大器(1)Ai较大,Av<1;(2)Ri大,Ro小(Ro感性:f↑,等效Ro↑);且R’LCo>reCb'e时,R’i<0(负阻)。(3)fH与共e放大器同一数量级。一、级联组合放大器及负反馈宽带放大电路1.共e-共b级联宽带放大电路通过加大负载强度,以降低增益的代价来提高fH共e-共b放大器电20、路。(图4-11p131)2.负反馈宽带放大电路通过负反馈,以降低增益的代价来提高fH和工作的稳定性。(图4-13p132)二、电感串并联补偿宽带放大电路通过电感串并联补偿的方法,提高fH1.集电极并联补偿电路(图4-14p133)2.集电极串并联补偿电路(图4
6、β
7、=βof工作>>fβ时:
8、β
9、=fT/f工作(fT≈fββo)例:已知:电视高放管fT=600MHz,βo=60求:f工作为1M,60M,200MHz时的
10、β
11、(1)fβ=fT/βo=600M/60=10MHz(2)f工作=1M<12、β13、=βo=60(3)f工作=60M>>fβ, 则14、β15、=fT/f工作=10f工作=200M>>fβ, 则16、β17、=fT/f工作=3五、场效应晶体管等效电18、路(P130)场效应晶体管优点:(1)iD与VGS是平方率关系,频率变换方便;(2)线性区域宽,动态范围大;(3)噪声系数低;(4)输入阻抗高(高频时与f的平方成反比下降,但仍大大高于双极型晶体管)。缺点:功率增益通常低于双极型晶体管。§4-3小信号宽带放大器[2]共e、共b、共c宽带放大器高频工作时特点:设:Ai为电流增益,Av为电压增益,Ri为输入电阻,Ro为输出电阻,fH为上限截止频率,BAv为增益带宽乘积(B与Av成反比)1.共发(共e)宽带放大器(1)Ai,Av均较大;(2)Ri,Ro均适中(Ro为容性:f↑,19、等效Ro↓);(3)为提高fH射极加电流串联负反馈电阻,虽工作稳定,但Av↓,且fH仍较低。2.共基(共b)宽带放大器(1)Ai<1,Av较大;(2)Ri小,Ro容性;(3)fH大,BAv是共e放大器的2~8倍。3.共集电极(共c)宽带放大器(1)Ai较大,Av<1;(2)Ri大,Ro小(Ro感性:f↑,等效Ro↑);且R’LCo>reCb'e时,R’i<0(负阻)。(3)fH与共e放大器同一数量级。一、级联组合放大器及负反馈宽带放大电路1.共e-共b级联宽带放大电路通过加大负载强度,以降低增益的代价来提高fH共e-共b放大器电20、路。(图4-11p131)2.负反馈宽带放大电路通过负反馈,以降低增益的代价来提高fH和工作的稳定性。(图4-13p132)二、电感串并联补偿宽带放大电路通过电感串并联补偿的方法,提高fH1.集电极并联补偿电路(图4-14p133)2.集电极串并联补偿电路(图4
12、β
13、=βo=60(3)f工作=60M>>fβ, 则
14、β
15、=fT/f工作=10f工作=200M>>fβ, 则
16、β
17、=fT/f工作=3五、场效应晶体管等效电
18、路(P130)场效应晶体管优点:(1)iD与VGS是平方率关系,频率变换方便;(2)线性区域宽,动态范围大;(3)噪声系数低;(4)输入阻抗高(高频时与f的平方成反比下降,但仍大大高于双极型晶体管)。缺点:功率增益通常低于双极型晶体管。§4-3小信号宽带放大器[2]共e、共b、共c宽带放大器高频工作时特点:设:Ai为电流增益,Av为电压增益,Ri为输入电阻,Ro为输出电阻,fH为上限截止频率,BAv为增益带宽乘积(B与Av成反比)1.共发(共e)宽带放大器(1)Ai,Av均较大;(2)Ri,Ro均适中(Ro为容性:f↑,
19、等效Ro↓);(3)为提高fH射极加电流串联负反馈电阻,虽工作稳定,但Av↓,且fH仍较低。2.共基(共b)宽带放大器(1)Ai<1,Av较大;(2)Ri小,Ro容性;(3)fH大,BAv是共e放大器的2~8倍。3.共集电极(共c)宽带放大器(1)Ai较大,Av<1;(2)Ri大,Ro小(Ro感性:f↑,等效Ro↑);且R’LCo>reCb'e时,R’i<0(负阻)。(3)fH与共e放大器同一数量级。一、级联组合放大器及负反馈宽带放大电路1.共e-共b级联宽带放大电路通过加大负载强度,以降低增益的代价来提高fH共e-共b放大器电
20、路。(图4-11p131)2.负反馈宽带放大电路通过负反馈,以降低增益的代价来提高fH和工作的稳定性。(图4-13p132)二、电感串并联补偿宽带放大电路通过电感串并联补偿的方法,提高fH1.集电极并联补偿电路(图4-14p133)2.集电极串并联补偿电路(图4
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